專利名稱:一種無(wú)線遙控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于家庭數(shù)字娛樂(lè)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的無(wú)線遙控裝置,特別是涉及一 種用于感應(yīng)使用者操作,可以與數(shù)字設(shè)備互動(dòng)的一種無(wú)線遙控輸入裝置。
背景技術(shù):
隨著數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)字電視、游戲機(jī)、多媒體計(jì)算機(jī)等高科技 產(chǎn)品已經(jīng)逐漸普及。這些設(shè)備除了擁有最原始的功能,目前正在向數(shù)字、雙向、智能、多功能 和全業(yè)務(wù)等方向發(fā)展,并積極為三網(wǎng)合一應(yīng)用提供有力的支撐平臺(tái)。在這種環(huán)境下,傳統(tǒng)的 鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、紅外遙控器和無(wú)線控制器等設(shè)備功能單一,已經(jīng)無(wú)法滿足這些應(yīng)用的需求。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此,本發(fā)明提供一種新型的無(wú)線遙控裝置,以滿足現(xiàn)有應(yīng)用中的需求,能 夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、3D游戲手柄和語(yǔ)音功能的無(wú)線控制裝置。采用先進(jìn)的動(dòng)作傳感器 (MEMS微機(jī)電系統(tǒng))和無(wú)線傳輸技術(shù),帶給操作者隨心所欲的互動(dòng)控制和身臨其境的體感 游戲。本發(fā)明所提供的裝置包括包括動(dòng)作傳感器單元、微處理器單元、無(wú)線收發(fā)單元、鍵盤(pán)單元和語(yǔ)音處理單元, 其中,動(dòng)作傳感器單元,用于感知操作者在三維空間中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和二維平面上的運(yùn)動(dòng) 狀態(tài),并產(chǎn)生相應(yīng)的位移信號(hào)和角度變化信號(hào)數(shù)據(jù)。微處理器單元,接收上述動(dòng)作傳感器單元產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)據(jù),處理后通過(guò)無(wú)線收發(fā) 單元發(fā)送給主機(jī)端。無(wú)線收發(fā)單元,連接于微處理器單元,用于無(wú)線遙控裝置與被控主機(jī)端之間的雙 向通訊;鍵盤(pán)單元,用于響應(yīng)操作者的按鍵操作并產(chǎn)生按鍵信號(hào),傳送給微處理器單元處 理后通過(guò)無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送給主機(jī)端,以控制被控主機(jī)執(zhí)行相應(yīng)功能;語(yǔ)音單元,與微處理器單元和無(wú)線收發(fā)單元分別相連,含有麥克風(fēng)、喇叭和振鈴功 放電路,其中 當(dāng)語(yǔ)音處理單元處在無(wú)繩電話模式下,有電話接入時(shí),微處理器單元控制語(yǔ)音單 元打開(kāi)語(yǔ)音通道,并將振鈴功放電路打開(kāi)播放主機(jī)端傳入的鈴聲,或播放儲(chǔ)存在本地的鈴 聲,用戶按接聽(tīng)鍵接聽(tīng)時(shí),微處理器單元將該命令經(jīng)無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送給主機(jī),并調(diào)節(jié)語(yǔ)音 單元喇叭音量,適合帖耳接聽(tīng);當(dāng)操作者撥號(hào)打電話時(shí),微處理器單元將電話號(hào)碼和相應(yīng) 命令經(jīng)無(wú)線收發(fā)單元發(fā)給主機(jī),主機(jī)收到命令后接入電話通道并控制語(yǔ)音單元打開(kāi)語(yǔ)音通 道,實(shí)現(xiàn)電話的呼叫; 當(dāng)語(yǔ)音單元處在游戲模式下,語(yǔ)音單元直接受控于主機(jī)端,主機(jī)端通過(guò)無(wú)線收發(fā) 單元控制語(yǔ)音處理單元將振鈴功放打開(kāi),通過(guò)喇叭可以實(shí)時(shí)的播放主機(jī)端傳送的游戲中相應(yīng)的音樂(lè)和背景聲音。上述的無(wú)線遙控裝置,其鍵盤(pán)單元包含T9鍵盤(pán)和多媒體快捷鍵,響應(yīng)操作者按鍵 操作并產(chǎn)生按鍵信號(hào)送給微處理器單元,微處理器單元處理后將信息由無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送 給主機(jī),從而控制主機(jī)相應(yīng)的操作。上述的無(wú)線遙控裝置,還進(jìn)一步包括振動(dòng)電機(jī),振動(dòng)電機(jī)連接于微處理器單元,微 處理器單元接收主機(jī)通過(guò)無(wú)線收發(fā)單元反饋的控制信息,使振動(dòng)電機(jī)根據(jù)游戲情節(jié)產(chǎn)生振 動(dòng)。本實(shí)用新型的搖控器主要應(yīng)用無(wú)線通訊技術(shù),MEMS傳感器技術(shù),配合高速微處理 器,能夠同時(shí)完成按鍵處理、MEMS傳感器處理、音頻信號(hào)處理、游戲振動(dòng)和配音效果處理,既 可以感知操作者肢體動(dòng)作的三維空間的加速度和二維平面的角加速度,控制3D游戲中的 角色做出相應(yīng)的動(dòng)作、移動(dòng)光標(biāo),并配合軟件手勢(shì)識(shí)別完成一些特技操作,如手寫(xiě)筆、甩歌 和菜單選擇等功能;也可以拔打IP電話,還可在卡拉OK娛樂(lè)中作話筒使用;另外,多功能 鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)文字信息和命令的輸入,也可以配合傳感器實(shí)現(xiàn)其他自定義的操作。而且該裝置 采用無(wú)線方式與主機(jī)通信,操作者操作可以比較隨意,不受束縛。總之,配合軟件可以用于 數(shù)字電視、IPTV、多媒體教學(xué)、PPT演講、游戲控制、無(wú)繩電話和卡拉OK等系統(tǒng)。
圖1為依照本實(shí)用新型的一實(shí)施例的功能模塊架構(gòu)圖。圖2為依照本實(shí)用新型的一實(shí)施例的一種3D游戲(網(wǎng)球)場(chǎng)景示意圖。圖3為依照本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的另一種卡拉OK場(chǎng)景示意圖。圖4為依照本實(shí)用新型的一實(shí)施例的一種操作數(shù)字電視系統(tǒng)的步驟流程圖。圖5為對(duì)圖4中傳感器管理部分補(bǔ)充說(shuō)明圖6為對(duì)圖4中語(yǔ)音管理部分補(bǔ)充說(shuō)明圖7為依照本實(shí)用新型的一實(shí)施例的實(shí)物外觀圖
具體實(shí)施方式
為了便于進(jìn)一步理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案,
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新無(wú)線遙控 裝置實(shí)施的具體實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明圖1為依照本實(shí)用新型的一實(shí)施例的功能模塊架構(gòu)圖。如圖所示,遙控裝置102 包括303 308等功能模塊,被控主機(jī)301的無(wú)線收發(fā)單元可以是藍(lán)牙適配器,也可以是被 控對(duì)象自帶的藍(lán)牙模塊。遙控裝置102中無(wú)線收發(fā)單元303采用的是藍(lán)牙芯片,該芯片內(nèi) 置ARM7內(nèi)核,運(yùn)行SPP和Headset藍(lán)牙服務(wù)。與語(yǔ)音單元304通過(guò)PCM接口相連,與微處 理器308通過(guò)串口相連,能夠全雙工地傳輸終端310的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)。語(yǔ)音單元304主芯片 采用的是單聲道音頻編解碼芯片,外圍電路包括麥克風(fēng)、喇叭,配合主機(jī)301的軟件可以實(shí) 現(xiàn)無(wú)繩電話功能和游戲聲音反饋功能。在無(wú)繩電話模式下,當(dāng)有電話接入時(shí),遙控裝置102 會(huì)自動(dòng)打開(kāi)語(yǔ)音通道,并將振鈴功放打開(kāi)并播放主機(jī)傳入的鈴聲,也可以播放儲(chǔ)存在本地 的鈴聲。當(dāng)操作者按接聽(tīng)鍵接聽(tīng)時(shí),微處理器單元308打開(kāi)語(yǔ)音通道,并控制振鈴功放以0 增益工作,實(shí)現(xiàn)電話的接入,在這里,振鈴和聽(tīng)筒共用一個(gè)喇叭。當(dāng)操作者主動(dòng)撥號(hào)打電話 時(shí),微處理器單元308將電話號(hào)碼和相應(yīng)命令發(fā)給主機(jī),實(shí)現(xiàn)本地呼叫的功能。該裝置可配合主機(jī)語(yǔ)音識(shí)別軟件,也可以通過(guò)語(yǔ)音處理單元304的麥克風(fēng)控制被控對(duì)象撥號(hào)和實(shí)現(xiàn)其 他的一些功能。當(dāng)被控對(duì)主機(jī)301在游戲模式下時(shí),遙控裝置102的語(yǔ)音部分受控于主機(jī) 301,需要聲音反饋時(shí),遙控裝置102會(huì)接通語(yǔ)音單元,將振鈴功放打開(kāi),通過(guò)喇叭實(shí)時(shí)播放 游戲情節(jié)相應(yīng)的音樂(lè)和環(huán)境聲音,比如打網(wǎng)球時(shí)的擊球聲,開(kāi)賽車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音和撞擊 聲等,帶給操作者聽(tīng)覺(jué)上的沖擊,增加游戲的真實(shí)感。振動(dòng)電機(jī)305與微處理器單元308通 過(guò)GPIO相連,受控于主機(jī)被控對(duì)象軟件。動(dòng)作傳感器單元307包括第一動(dòng)作傳感器和第二 動(dòng)作傳感器,第一動(dòng)作傳感器為加速度傳感器,采用的是三軸數(shù)字加速傳感器,該傳感器與 微處理器單元308通過(guò)SPI接口相連,在重力加速度范圍內(nèi)可以檢測(cè)出其三軸與鉛垂線的 夾角,在鼠標(biāo)應(yīng)用中可以校準(zhǔn)鼠標(biāo)的方向。第二動(dòng)作傳感器為角加速度傳感器,采用的是2 個(gè)單軸模擬陀螺儀,2個(gè)陀螺儀正交放置,用于感應(yīng)水平和垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度,產(chǎn)生鼠標(biāo) 應(yīng)用中所需的原始數(shù)據(jù)。鍵盤(pán)單元306包括T9鍵盤(pán)和多媒體快捷鍵,整個(gè)鍵盤(pán)與單片機(jī)通 過(guò)GPIO相連,以靜態(tài)掃描方式工作。整機(jī)平時(shí)處于低功耗睡眠狀態(tài),當(dāng)操作鍵盤(pán)時(shí),整個(gè)系 統(tǒng)被激活,單片機(jī)開(kāi)始掃描鍵盤(pán),經(jīng)過(guò)處理后,將按鍵鍵值由無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送給主機(jī),從 而控制主機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的操作。T9鍵盤(pán)主要參考手機(jī)鍵盤(pán)布局,由數(shù)字復(fù)合鍵、導(dǎo)航鍵、常用 快捷鍵構(gòu)成,類似手機(jī)的操作,符合人們操作習(xí)慣。該鍵盤(pán)通過(guò)功能鍵切換,可以實(shí)現(xiàn)漢字、 字母、數(shù)字和符號(hào)的輸入,導(dǎo)航鍵可以用來(lái)上網(wǎng)和玩游戲。多媒體播放鍵主要用于高清音視 頻播放,由播放、停止、暫停、快進(jìn)、快退和靜音等按鍵構(gòu)成。鍵盤(pán)單元作為整個(gè)遙控器的主 要輸入設(shè)備,可以讓操作者單手就能快捷、準(zhǔn)確地完成各種操作。圖2所示為依照本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一實(shí)施例用于家庭數(shù)字電視演示3D游戲操作 的示意圖。參照?qǐng)D2,本發(fā)明實(shí)施例所提供的遙控器裝置102包括第一傳感器和第二傳感 器。在該游戲模式中,當(dāng)操作者101揮動(dòng)遙控器裝置102時(shí),內(nèi)部第一傳感器(加速度傳感 器)和第二傳感器(陀螺儀)會(huì)感知遙控器裝置102運(yùn)動(dòng)的三維加速度和二維角加速度, 然后經(jīng)過(guò)無(wú)線方式傳給數(shù)字電視104的無(wú)線信號(hào)接收端105,數(shù)字電視104的軟件根據(jù)傳感 器上傳的數(shù)據(jù)能夠計(jì)算出102三維空間的位移、速度、角度等信息,從而控制游戲角色103 做出相應(yīng)的動(dòng)作,帶給操作者身臨其境的游戲體驗(yàn)。在本實(shí)施例中,無(wú)線傳輸采用的是藍(lán)牙 路徑,傳感器包括第一傳感器和第二傳感器,兩者用于感應(yīng)操作者在X、Y、Z三維空間方向 的加速度和X、Y 二維平面的角加速度,通過(guò)導(dǎo)航算法和三角函數(shù),軟件可以計(jì)算出游戲所 需的各種矢量。配合被控主機(jī)端軟件可以實(shí)現(xiàn)空中鼠標(biāo)、手寫(xiě)筆、游戲操作桿等功能。圖3示為依照本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一實(shí)施例的卡拉OK應(yīng)用場(chǎng)景示意圖。在該應(yīng)用 中,操作者101操作裝置102使電視機(jī)104進(jìn)入卡拉OK模式,此時(shí),裝置102會(huì)打開(kāi)內(nèi)部音 頻單元,通過(guò)音頻單元的MIC,將操作者101的聲音通過(guò)無(wú)線鏈路傳給主機(jī)104并播放出來(lái), 實(shí)現(xiàn)無(wú)線話筒的功能。圖4為依照本實(shí)用新型的一實(shí)施例操作控制主機(jī)端的步驟流程圖,圖5為對(duì)圖4 中對(duì)管理動(dòng)作傳感器單元工作的補(bǔ)充說(shuō)明,圖6為對(duì)圖4中管理語(yǔ)音單元工作的補(bǔ)充說(shuō)明。 如圖4所示,遙控上電后處于睡眠狀態(tài),所有外部功能模塊全部處于掉電狀態(tài),起到低功耗 省電。當(dāng)操作者操作遙控裝置的鍵盤(pán)時(shí),步驟401將微處理器單元從睡眠模式下喚醒,微 處理器單元開(kāi)始執(zhí)行步驟402給所有外部模塊單元上電,并初始化外部模塊單元。動(dòng)作傳 感器單元和語(yǔ)音處理單元電源受微處理器單元控制,微處理器根據(jù)主機(jī)命令,在不同的模 式下開(kāi)不同的模塊,達(dá)到低功耗的作用。如所圖5所示,微處理器單元通過(guò)步驟501和503采取三維加速度感應(yīng)值和二維陀螺儀感應(yīng)值,再通過(guò)步驟502的導(dǎo)航算法,計(jì)算出HID鼠標(biāo) 值、裝置水平傾斜角度值、三維加速度值、二維角加速度值,然后經(jīng)過(guò)步驟504發(fā)送給主機(jī) 端,真實(shí),實(shí)時(shí)的反應(yīng)了裝置目前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如圖6所示,,在步驟601中判斷主機(jī)是否處 于游戲模式或者電話振鈴模式,如果是則裝置的語(yǔ)音單元執(zhí)行步驟602,振動(dòng)電機(jī)按照主機(jī) 命令振動(dòng),再按步驟603、604打開(kāi)并滿幅值地播放主機(jī)下傳或存入本地的鈴聲;當(dāng)在步驟 601判斷是進(jìn)入語(yǔ)音通話模式時(shí),語(yǔ)音單元麥克風(fēng)自動(dòng)打開(kāi),操作者可以通過(guò)步驟606,以 無(wú)線的方式打電話、語(yǔ)音聊天、卡拉Ok等操作。圖7為依照本實(shí)用新型的一實(shí)施例的實(shí)物外觀圖。如圖所示,遙控裝置102的鍵 盤(pán)單元包含多媒體快捷鍵701,和T9鍵盤(pán)702\703。T9鍵盤(pán)702\703主要由數(shù)字復(fù)合鍵、導(dǎo) 航鍵、常用快捷鍵構(gòu)成,類似手機(jī)的操作,符合人們操作習(xí)慣。該鍵盤(pán)通過(guò)功能鍵切換,可以 實(shí)現(xiàn)漢字、字母、數(shù)字和符號(hào)的輸入,導(dǎo)航鍵可以用來(lái)上網(wǎng)和玩游戲。多媒體播放鍵701主 要用于高清音視頻播放,由播放、停止、暫停、快進(jìn)、快退和靜音等按鍵構(gòu)成。鍵盤(pán)單元作為 整個(gè)遙控器的主要輸入設(shè)備,可以讓操作者單手就能快捷、準(zhǔn)確地完成各種操作。以上所述,僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到 的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該 以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種無(wú)線遙控裝置,包括動(dòng)作傳感器單元、微處理器單元、無(wú)線收發(fā)單元和鍵盤(pán)單 元,其中,動(dòng)作傳感器單元,用于感知操作者在三維空間中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和二維平面上的運(yùn)動(dòng)狀 態(tài),并產(chǎn)生相應(yīng)的位移信號(hào)和角度變化信號(hào)數(shù)據(jù);微處理器單元,接收上述動(dòng)作傳感器單元產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)據(jù),處理后通過(guò)無(wú)線收發(fā)單元 發(fā)送給主機(jī)端;無(wú)線收發(fā)單元,連接于微處理器單元,用于無(wú)線遙控裝置與被控主機(jī)端之間的雙向通訊;鍵盤(pán)單元,用于響應(yīng)操作者的按鍵操作并產(chǎn)生按鍵信號(hào),傳送給微處理器單元處理后 通過(guò)無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送給主機(jī)端,以控制被控主機(jī)執(zhí)行相應(yīng)打操作;其特征在于還包括語(yǔ)音單元,該語(yǔ)音單元與微處理器單元和無(wú)線收發(fā)單元分別相連,含有麥克風(fēng)、喇叭和 振鈴功放電路,其中當(dāng)語(yǔ)音處理單元處在無(wú)繩電話模式下,有電話接入時(shí),微處理器單元控制語(yǔ)音單元打 開(kāi)語(yǔ)音通道,并將振鈴功放電路打開(kāi)播放主機(jī)端傳入的鈴聲,或播放儲(chǔ)存在本地的鈴聲,用 戶按接聽(tīng)鍵接聽(tīng)時(shí),微處理器單元將該命令經(jīng)無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送給主機(jī),并調(diào)節(jié)語(yǔ)音單元 喇叭音量,適合帖耳接聽(tīng);當(dāng)操作者撥號(hào)打電話時(shí),微處理器單元將電話號(hào)碼和相應(yīng)命令經(jīng) 無(wú)線收發(fā)單元發(fā)給主機(jī),主機(jī)收到命令后接入電話通道并控制語(yǔ)音單元打開(kāi)語(yǔ)音通道,實(shí) 現(xiàn)電話的呼叫;當(dāng)語(yǔ)音單元處在游戲模式下,語(yǔ)音單元直接受控于主機(jī)端,主機(jī)端通過(guò)無(wú)線收發(fā)單元 控制語(yǔ)音處理單元將振鈴功放打開(kāi),通過(guò)喇叭可以實(shí)時(shí)的播放主機(jī)端傳送的游戲中相應(yīng)的 音樂(lè)和背景聲音。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線遙控裝置,其特征是,其中所述的鍵盤(pán)單元,包含T9鍵盤(pán) 和多媒體快捷鍵,響應(yīng)操作者按鍵操作并產(chǎn)生按鍵信號(hào)送給微處理器單元,微處理器單元 處理后將信息由無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送給主機(jī),從而控制主機(jī)相應(yīng)的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線遙控裝置,其特征是,還包括振動(dòng)電機(jī),振動(dòng)電機(jī)連 接于微處理器單元,微處理器單元接收主機(jī)通過(guò)無(wú)線收發(fā)單元反饋的控制信息,使振動(dòng)電 機(jī)根據(jù)游戲情節(jié)產(chǎn)生振動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)線遙控裝置,該裝置包括動(dòng)作傳感器單元、微處理器單元、無(wú)線收發(fā)單元、鍵盤(pán)單元和語(yǔ)單單元。動(dòng)作傳感器單元(MEMS),用于感知操作者在三維空間中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和二維平面上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并產(chǎn)生相應(yīng)的位移信號(hào)和角度變化信號(hào)的數(shù)據(jù);微處理單元,接收上述動(dòng)作傳感器單元產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)據(jù),處理后通過(guò)無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送給主機(jī)端;無(wú)線收發(fā)單元,連接于微處理器單元,用于無(wú)線遙控裝置與被控主機(jī)端之間的雙向通訊;鍵盤(pán)單元,用于響應(yīng)操作者的按鍵操作并產(chǎn)生按鍵信號(hào)送給微處理器單元;微處理器單元,接收按鍵單元的按鍵信號(hào)和動(dòng)作傳感器單元的數(shù)據(jù)信息,經(jīng)處理后發(fā)送給無(wú)線收發(fā)單元,由無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送給被控主機(jī)端,以控制被控主機(jī)執(zhí)行相應(yīng)功能;語(yǔ)音處理單元,連接于微處理器單元和無(wú)線收發(fā)單元,含有麥克風(fēng)、喇叭和振鈴功放電路,通過(guò)無(wú)線收發(fā)單元與主機(jī)端雙向通訊,實(shí)現(xiàn)無(wú)繩電話功能和游戲聲音反饋功能。本實(shí)用新型采用無(wú)線方式與主機(jī)通信,用戶操作可以比較隨意,不受束縛,實(shí)用方便,既可以感知操作者肢體動(dòng)作,控制3D游戲中的角色做出相應(yīng)的動(dòng)作或移動(dòng)光標(biāo),也可以拔打IP電話、充當(dāng)卡拉ok娛樂(lè)中的話筒使用,還能實(shí)現(xiàn)文字信息和命令的輸入。
文檔編號(hào)G06F3/02GK201845422SQ20102022876
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者徐敬, 李智杰 申請(qǐng)人:精倫電子股份有限公司